本发明公开了一种基于旋转镜的全角度荧光分子断层成像装置及成像方法，属于荧光分子断层成像技术领域。所述成像装置，包括激光模块、光学振镜扫描模块、大平面反射镜、旋转镜模块和光学探测模块，激光模块用于发出圆形准直激光束到光学振镜扫描模块，经过光学振镜扫描模块反射到大平面反射镜后，继续反射到达旋转镜模块，所述的光学探测模块用于接收旋转镜模块反射光并成像。该成像装置能够在体、无创地断层成像荧光探针的分布，可以用于小动物癌症检测、药物疗效评估等应用；能够方便地获取360度范围内的多个角度的投影，得到成像所需要的大量检测数据，从而提高成像质量。